Struktura i właściwości magnetyczne - Instytut Fizyki PAN

chemiczne. Metoda naparowywania z fazy gazowej zasługuje na szczególną uwagę, poniewaŜ
pozwala uzyskiwać cząstki o załoŜonym rozmiarze, a ponadto o jednorodnej strukturze, co
prowadzi do polepszenia ich właściwości mechanicznych, magnetycznych czy katalitycznych.
Istotny jest równieŜ fakt, Ŝe szybka kinetyka procesu wytwarzania nanocząstek w tej metodzie
prowadzić moŜe do powstania w nich nierównowagowych faz (w tym faz metastabilnych),
które z powodzeniem mogą być stabilizowane w temperaturze pokojowej [2]. To sprawia, Ŝe
właściwości fizyczne wytworzonych w laboratoriach nanocząstek, mogą być w wielu
przypadkach zaskakujące i nie występują w odpowiadających im materiałach objętościowych.
Potencjalne zastosowania nowoczesnych nanomateriałów czy nanokompozytów
obejmują róŜne dziedziny Ŝycia, dlatego kluczową sprawą jest korzystna kombinacja
chemicznych, fizycznych i wytrzymałościowych właściwości faz, tworzących te materiały.
W wielu ośrodkach naukowych na całym świecie prowadzone są bardzo intensywne badania
nanocząstek róŜnych materiałów, w nadziei, Ŝe zrewolucjonizują one wiele dziedzin Ŝycia.
O nanocząstkach myśli się jako o potencjalnych materiałach na nośniki danych z duŜą
gęstością zapisu (1 Terabit / cal 2 ), katalizatorach czy teŜ - jako o materiałach zdolnych
oczyszczać wody i gleby środowiska naturalnego [3]–[5]. DuŜe nadzieje wiąŜe się takŜe
z zastosowaniem nanocząstek we współczesnej medycynie, np. w terapii
przeciwnowotworowej, gdzie mogłyby mieć one zastosowanie jako: (i) bioczujniki –
do wykrywania określonego rodzaju biomolekuł, (ii) nośniki leków, (iii) bioznaczniki
nowotworu w terapii fotodynamicznej, (iv) istotny element hypertermii, czy teŜ jako
(v) środki kontrastowe w tomografii komputerowej i obrazowaniu MRI [6]–[10]. Przy tych
zastosowaniach najbardziej obiecujące wydają się być nanocząstki na bazie Ŝelaza, z uwagi na
to, Ŝe Ŝelazo jest naturalnym składnikiem organizmów Ŝywych. Metaliczne cząstki muszą
być jednak trwałe, nietoksyczne i nie mogą ulegać wpływowi otaczającego je środowiska -
dlatego istotną rolę odgrywa takŜe chemia ich powierzchni. WiąŜe się z nią dobór
odpowiedniego, nietoksycznego dla komórek organizmu, środka powierzchniowo czynnego,
zabezpieczającego metaliczne rdzenie cząstek przed utlenianiem a jednocześnie
umoŜliwiającego dołączanie pewnych molekuł funkcyjnych [8].
O ile w przypadku nanocząstek Fe istnieje bogata literatura odnośnie ich właściwości
strukturalnych i magnetycznych (np.: [11]–[18]), o tyle wiedza na temat zjawisk i procesów
dotyczących układów nanocząstek Fe-Cr jest nikła (autor niniejszej pracy doktorskiej znalazł
zaledwie kilka prac [2, 19–22] o tej tematyce). Nanocząstki Fe-Cr mogą wzbudzać
zainteresowanie zarówno z przyczyn poznawczych, jak teŜ technologicznych. Materiały,
z których się je otrzymuje - tj. stopy Fe-Cr - są bowiem bardzo interesującym obiektem
2